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第四章 缓冲溶液 HYPERLINK ../xtk.htm首 页 HYPERLINK \l jbyq难题解析 HYPERLINK \l nrty 学生自测题 HYPERLINK \l jsxs 学生自测答案 HYPERLINK \l zdnd 章后习题答案 难题解析 HYPERLINK \l TOP [TOP] 例4-1 现有1.0L缓冲溶液，内含0.01mol H2PO4-、0.030mol HPO42-。 计算该缓冲溶液的pH； 往该缓冲溶液中加入0.005 0 mol HCl 后，pH等于多少？ 析 题设缓冲系：H2PO4-HPO42-+ H+，用公式 pH＝pKa+lg计算。若加入HCl，H+与HPO42- 反应生成H2PO4-。 解 （1）根据H3PO4: pKa1=2.16; pKa2=7.21; pKa3=12.32 pH＝pKa+lg=7.21+lg=7.68 （2）加入0.005 0 mol HCl后： pH＝pKa+lg=7.21+lg= 7.42 例4-2 柠檬酸（缩写H3Cit）常用于配制供培养细菌的缓冲溶液。如用500mL的0.200 mol·L-1柠檬酸，须加入0.400 mol·L-1的NaOH溶液多少毫升，才能配成pH为5.00的缓冲溶液？（已知柠檬酸的pKa1=3.14，pKa2= 4.77，pKa3=6.39） 析 要配pH5.00的缓冲溶液，应选pKa2，缓冲系NaH2Cit-Na2HCit，用NaOH与H3Cit完全反应生成NaH2Cit，再与NaH2Cit部分反应生成Na2HCit。 解 设H3Cit全部转化为NaH2Cit需NaOH溶液V1 mL： 0.200 mol·L-1×500 mL = 0.400 mol·L-1×V1 mL 解得： V1 = 250 设NaH2Cit部分转化，组成NaH2Cit－Na2Hcit缓冲系，需NaOH溶液V2 mL： NaH2Cit + NaOHNa2HCit + H2O n（Na2HCit）= 0.400 mol·L-1×V2 mL= 0.400V2 mmol n（NaH2Cit）= 0.200 mol·L-1×500 mL－0.400 mol·L-1×V2 mL = (100－0.400 V2)mmol pH = pKa2 + lg= 4.77＋lg= 5.00 解得： V2 = 157 共需加入NaOH溶液的体积： V1 mL + V2 mL = 250 mL + 157 mL = 407 mL 例4-3 今有500mL总浓度0.200 mol·L-1、pH4.50的HAc－NaAc缓冲溶液，欲将pH调整到4.90，需加NaOH多少克？调整后缓冲溶液的缓冲容量是多少？ 解 查表得HAc的pKa= 4.76，在pH4.50的缓冲溶液中： 4.50 = 4.76 + lg 解得 c（HAc）= 0.130mol·L-1 c（NaAc）= 0.200 mol·L-1－0.130 mol·L-1= 0.070mol·L-1 加入固体NaOH mg： 4.90 = 4.76 + lg 解得： m = 0.92 在pH4.90的缓冲溶液中： [HAc] = 0.130 mol·L-1－= 0.084mol·L-1 [Ac-] = 0.070 mol·L-1＋= 0.116mol·L-1 缓冲容量为： β = == 0.112 mol·L-1 例4-4 用0.025 mol·L-1的H3PO4和0.10 mol·L-1的NaOH，配制pH7.40的缓冲溶液100 mL，求所需H3PO4和NaOH的体积比。 解 缓冲系为NaH2PO4-Na2HPO4。设需H3PO4体积V1 mL，NaOH体积V2 mL。 n(H3PO4) = 0.025 mol·L-1×V1 mL = 0.025V1 mmol n(NaOH) = 0.10 mol·L-1×V2 mL = 0.10V2 mmol H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O 反应前 0.025V1mmol 0.10V2mmol 反应后 (0.10V2-0.025V1) mmol 0.025V1mmol NaH2PO4 + NaOH Na2HPO4 + H2O 起始